JPH0585438U - 電熱触媒担体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 自動車の排気系に装着されるメタル触媒コン
バータの電熱触媒担体に関し、触媒担体間に絶縁シート
材を確実に挟持して絶縁シート材のずれや脱落を防止
し、さらに、触媒担体の性能を高くすることを目的とす
る。 【構成】 一対の電極間２，３に、金属製の波板を有し
てなる帯板状の触媒担体６を配置し、触媒担体６の巻回
始端６Ａを一方の電極３に導通させるように、且つ、触
媒担体６の巻回終端６Ｂを他方の電極２に導通させるよ
うに、触媒担体６と絶縁シート材を交互に多重に巻き回
してコア部８を形成し、触媒担体６の波板の山部の方向
が、巻き回し方向に対して斜めになっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車の排気系に装着されるメタル触媒コンバータの電熱触媒担体 に関し、詳しくは、帯板状の触媒担体の長手方向に沿って電流を流して加熱する 電熱触媒担体に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動車の排気系には、メタル触媒コンバータが装着されており、この メタル触媒コンバータにより例えば排気ガス中のＣＯ成分やＨＣ成分等の未燃焼 成分が、排気ガスの熱により燃焼して除去されるが、特に冬期等の外気の温度が 低いエンジン運転開始時には排気ガスの温度が低いことから、メタル触媒コンバ ータ内の触媒担体が暖めらずに温度が低く、排気ガス中の未燃焼成分の燃焼が不 充分となる。

【０００３】 そこで、エンジン運転開始時にメタル触媒コンバータ内の触媒担体を急速に加 熱して暖めることが要求される。例えば、メタル触媒コンバータにおいては、そ の金属製ハニカム担体に電流を流して抵抗加熱する電熱触媒担体が公表特許公報 平３−５００９１１号公報（図７に図示）に開示されている。

【０００４】 図において、符号１０１は金属製ハニカム担体で、この金属製ハニカム担体１ ０１は、金属製の波板と平板を多層に積層して構成され、金属製ハニカム担体１ ０１の両端には、電極１０２，１０３が外方に向けて突設されている。金属製ハ ニカム担体１０１は、その巻回始端を一方の電極１０２とし、そこから径内方に 向かって巻き回され、中心部に至り、再び径外方に向かって巻き回され、他方の 電極１０３に至る。金属製ハニカム担体１０１の間に絶縁シート材１０４が同時 に巻き回されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 従来の電熱触媒担体にあっては、金属製ハニカム担体１０１の間に挟まれた絶 縁シート材１０４は、排気ガスの流れの力により、金属製ハニカム担体１０１か ら排気ガスの流れ方向に剥離し易く、排気ガス流によるフィルムアウト現象があ った。即ち、絶縁シート材１０４の挟持が不確実で、金属製ハニカム担体１０１ に対して絶縁シート材１０４のずれや脱落を防止することが困難であった。

【０００６】 また、帯板状の金属製ハニカム担体１０１は平板と波板とを多層に積層して構 成されているので、電流がこれら平板と波板の間で短絡し易くなっている。その ため、電流の流れる経路の長さを十分に確保できず、また、温度分布が不均一に なってジュール熱による発熱量が少なく、金属製ハニカム担体１０１の性能が低 いとう問題があった。

【０００７】 本考案は、上述の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、触媒 担体間に絶縁シート材を確実に挟持して絶縁シート材のずれや脱落を防止し、さ らに、触媒担体の性能を高くすることができる電熱触媒担体を提供することであ る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の考案は、一対の電極間に、金属製の波板を有してなる帯板状の 触媒担体を配置し、触媒担体の巻回始端を一方の電極に導通させるように、且つ 、触媒担体の巻回終端を他方の電極に導通させるように、触媒担体と絶縁シート 材を交互に多重に巻き回してコア部を形成し、触媒担体の波板の山部の方向が、 巻き回し方向に対して斜めになっていることを特徴とする。

【０００９】 請求項２記載の考案は、一対の電極間に、金属製の波板を有してなる帯板状の 触媒担体を配置し、触媒担体の巻回始端を一方の電極に導通させるように、且つ 、触媒担体の巻回終端を他方の電極に導通させるように、触媒担体と絶縁シート 材を交互に多重に巻き回してコア部を形成し、触媒担体の波板の山部が、平面視 でＶ字形状を形成していることを特徴とする。

【００１０】 請求項３記載の考案は、筒状の外側電極の中央部に、外側電極の軸長方向に沿 って棒状の内側電極を配置し、外側電極と内側電極との間に、金属製の波板を有 してなる帯板状の触媒担体を配置し、触媒担体の巻回始端を内側電極に導通させ るように、且つ、触媒担体の巻回終端を外側電極に導通させるように、触媒担体 と絶縁シート材を交互に多重に巻き回してコア部を形成し、触媒担体の波板の山 部の方向が、巻き回し方向に対して斜めになっていることを特徴とする。

【００１１】 請求項４記載の考案は、筒状の外側電極の中央部に、外側電極の軸長方向に沿 って棒状の内側電極を配置し、外側電極と内側電極との間に、金属製の波板を有 してなる帯板状の触媒担体を配置し、触媒担体の巻回始端を内側電極に導通させ るように、且つ、触媒担体の巻回終端を外側電極に導通させるように、触媒担体 と絶縁シート材を交互に多重に巻き回してコア部を形成し、触媒担体の波板の山 部が、平面視でＶ字形状を形成していることを特徴とする。

【００１２】

【作用】

請求項１記載の考案においては、触媒担体の間に挟まれた絶縁シート材は、排 気ガスの流れにより、触媒担体から排気ガスの流れ方向に剥離しようとしても、 触媒担体の波板の山部の方向が、巻き回し方向に対して斜めになっているので 、絶縁シート材は、触媒担体の斜めになった波板に引っ掛かり、係着して止まっ ている。

【００１３】 請求項２記載の考案においても、請求項１記載の考案と同様の効果が生じる。 請求項３記載の考案においても、請求項１記載の考案と同様の効果が生じる。 請求項４記載の考案においても、請求項１記載の考案と同様の効果が生じる。

【００１４】

【実施例】

以下、図面により本考案の実施例について説明する。 図１ないし図４により本考案の第１実施例に係わる電熱触媒担体を説明する。

【００１５】 図１において、符号１は電熱触媒担体を示し、この電熱触媒担体１は、メタル 触媒コンバータの筒状容器（図示せず）内に収容されている。 電熱触媒担体１は、筒状の外側電極２を有し、外側電極２の中央部に、外側電 極２の軸長方向に沿って棒状の内側電極３が配置されている。

【００１６】 図１，図２，図４に示すように、外側電極２と内側電極３との間に、触媒担体 として、金属製の波板４と平板５からなる帯板状の金属製ハニカム担体６が配置 されている。

【００１７】 金属製ハニカム担体６に帯板状の絶縁シート材７が重ねられ、さらに、金属製 ハニカム担体６の巻回始端６Ａを内側電極３に導通させるように、且つ、金属製 ハニカム担体６の巻回終端６Ｂを外側電極２に導通させるように、金属製ハニカ ム担体６と絶縁シート材７が交互に多重に巻き回されて、コア部８が形成されて いる。コア部８の最外周部分は、金属製ハニカム担体６となって外側電極２に導 通している。

【００１８】 そして、図３に示すように、金属製ハニカム担体６の波板４の山部１０の方向 が、巻き回し方向（排気ガスの流れ方向に対して直角方向）に対して斜めになっ ている。

【００１９】 コア部８の、各層における対向して隣接する金属製ハニカム担体６の部分の間 に、絶縁シート材７が挟持されている。この絶縁シート材７を介してコア部８の 層間における対向して隣接する金属製ハニカム担体６が絶縁されている。なお、 絶縁シート材７は金属製ハニカム担体６とともに巻き回す際、内側の金属製ハニ カム担体６の波板４上に強制的に押し付けられて、波板４の形状に合致した形状 にされる。

【００２０】 しかして、外側電極２と内側電極３との間に電圧を印加すると、金属製ハニカ ム担体６の所定の層の部分は、絶縁シート材７を介してそれに隣接する他の層の 部分と重なって、絶縁され、電流短絡が防止されている。従って、電流は、外側 電極２と内側電極３間で、金属製ハニカム担体６をその長手方向に沿って渦巻き 経路を形成するように流れる。この電流の抵抗加熱により、コア部８が全体的に 加熱され、急速に暖められる。

【００２１】 その結果、冬期等の外気の温度が低いエンジン運転開始時、メタル触媒コンバ ータ内の電熱触媒担体１が急速に加熱されて暖められ、排気ガス中の未燃焼成分 の燃焼を充分に行なうことができる。そして、排気ガスが高温になると、外側電 極２と内側電極３間の電流の供給が停止される。

【００２２】 ここで、金属製ハニカム担体６の間に挟まれた絶縁シート材７は、排気ガスの 流れにより、金属製ハニカム担体６から排気ガスの流れ方向に剥離しようとして も、金属製ハニカム担体６の波板４の山部１０の方向が、巻き回し方向に対して 斜めになっているので、絶縁シート材７は金属製ハニカム担体６の斜めになった 波板に引っ掛かった状態にあり、抵抗力が大きく、金属製ハニカム担体６の波板 ４に係着して止まった状態にある。

【００２３】 以上の如き構成によれば、金属製ハニカム担体６の間に挟まれた絶縁シート材 ７は、排気ガスの流れの力により、金属製ハニカム担体６から排気ガスの流れ方 向に剥離しようとしても、金属製ハニカム担体６の波板４の山部１０の方向が、 巻き回し方向に対して斜めになっているので、絶縁シート材７は金属製ハニカム 担体６の斜めになった波板４に引っ掛かった状態にあり、排気ガス流に対してフ ィルムアウト現象を防止できる。即ち、絶縁シート材７の挟持を確実にし、金属 製ハニカム担体６に対して絶縁シート材７のずれや脱落を防止することができる 。

【００２４】 また、金属製ハニカム担体６と絶縁シート材７を交互に多重に巻き回してコア 部８が形成されるので、金属製ハニカム担体６の巻き回し回数を多くすることが できる。従って、金属製ハニカム担体６上を流れる電流の経路の長さを十分に確 保でき、また、電流が金属製ハニカム担体６上で短絡し難く、温度分布が均一に なってジュール熱による発熱量を多く確保でき、金属製ハニカム担体６の性能を 高くすることができる。

【００２５】 なお、本実施例においては、外側電極２と内側電極３との間に、触媒担体とし て、帯板状の金属製ハニカム担体６が配置されているが、かかる構成に限定され ることなく、従来例の図７に示すように、対向する一対の電極間に、金属製の波 板を有してなる帯板状の触媒担体が配置され、金属製ハニカム担体は、該金属製 ハニカム担体の間に絶縁シート材を配置してこれと交互に巻き回されるが、その 巻回始端を一方の電極に接続され、そこから径内方に向かって絶縁シート材とと もに巻き回され、中心部に至り、再び径外方に向かって巻き回され、その巻回終 端が他方の電極に至る。

【００２６】 図５は本考案の第２実施例に係わる電熱触媒担体の触媒担体の波板の一部を示 し、第１実施例と同様に構成され、波板の構造のみが相違している。 即ち、第１実施例においては、金属製ハニカム担体６の波板４の山部１０の方 向が、巻き回し方向に対して斜めになっているの対し、山部１１は、平面視でＶ 字状に形成されている。なお、第１実施例と同一構成部品に同一の符号が付され ている。

【００２７】 本実施例においては、第１実施例に比して絶縁シート材７のずれや脱落をより 確実に防止することができる。即ち、フィルムアウト現象の防止に対して効果が 顕著である。

【００２８】 図６は本考案の第３実施例に係わる電熱触媒担体を示す。 図において、符号２１は電熱触媒担体を示し、この電熱触媒担体２１は、メタ ル触媒コンバータの筒状容器（図示せず）内に収容されている。

【００２９】 電熱触媒担体２１は、筒状の外側電極２２を有し、外側電極２２の中央部に、 外側電極２２の軸長方向に沿って棒状の内側電極２３が配置されている。 外側電極２２と内側電極２３との間に、触媒担体として、金属製の波板２４が 配置されている。

【００３０】 波板２４に帯板状の絶縁シート材２５が重ねられ、さらに、波板２４の巻回始 端２４Ａを内側電極２３に導通させるように、且つ、波板２４の巻回終端２４Ｂ を外側電極２２に導通させるように、波板２４と絶縁シート材２５が多重に巻き 回され、コア部２６が形成されている。

【００３１】 そして、波板２４の山部の方向が、巻き回し方向に対して斜めになっている。 コア部２６の、各層における対向して隣接する波板２４の部分の間に、絶縁シ ート材２５が挟持されている。この絶縁シート材２５を介してコア部２６の層間 における対向して隣接する波板２４が絶縁されている。

【００３２】 第３実施例によれば、第１実施例に比して、絶縁シート材２５の両面が波板２ ４と接触しているので、接触面積が広くなり、排気ガス流に対して、摩擦による 抵抗力を大きくし、絶縁シート材２５の波板２４間の係着をより確実にすること ができる。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように、請求項１及び３記載の考案によれば、触媒担体の間に挟 まれた絶縁シート材は、排気ガスの流れの力により、触媒担体から排気ガスの流 れ方向に剥離しようとしても、触媒担体の波板の山部の方向が、巻き回し方向に 対して斜めになっているので、絶縁シート材は触媒担体の斜めになった波板に引 っ掛かった状態にあり、排気ガス流に対してフィルムアウト現象を防止できる。 即ち、絶縁シート材の挟持を確実にし、触媒担体に対して絶縁シート材のずれや 脱落を防止することができる。

【００３４】 また、触媒担体と絶縁シート材を交互に多重に巻き回してコア部が形成される ので、触媒担体の巻き回し回数を多くすることができる。従って、触媒担体上を 流れる電流の経路の長さを十分に確保でき、また、電流が触媒担体上で短絡し難 く、温度分布が均一になってジュール熱による発熱量を多く確保でき、触媒担体 の性能を高くすることができる効果を奏する。

【００３５】 また、請求項２及び４記載の考案によれば、請求項１及び３記載の考案と同様 の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係わる電熱触媒担体の断
面図である。

【図２】同電熱触媒担体の金属製ハニカム担体の巻回始
端付近の説明図である。

【図３】同電熱触媒担体の触媒担体の波板の一部を示す
平面図である。

【図４】図１のＡ部拡大図である。

【図５】本考案の第２実施例に係わる電熱触媒担体の波
板の一部を示す平面図である。

【図６】本考案の第３実施例に係わる電熱触媒担体の断
面図である。

【図７】従来における電熱触媒担体の断面図である。

【符号の説明】

１ 電熱触媒担体 ２ 外側電極 ３ 内側電極 ４ 波板 ６ 金属製ハニカム担体（触媒担体） ６Ａ 巻回始端 ６Ｂ 巻回終端 ７ 絶縁シート材 ８ コア部 １０ 山部

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の電極間（２，３）に、金属製の波
   板（４）を有してなる帯板状の触媒担体（６）を配置
   し、 触媒担体（６）の巻回始端（６Ａ）を一方の電極（３）
   に導通させるように、且つ、触媒担体（６）の巻回終端
   （６Ｂ）を他方の電極（２）に導通させるように、触媒
   担体（６）と絶縁シート材（７）を交互に多重に巻き回
   してコア部（８）を形成し、 触媒担体（６）の波板（４）の山部（１０）の方向が、
   巻き回し方向に対して斜めになっていることを特徴とす
   る電熱触媒担体。
2. 【請求項２】 一対の電極間（２，３）に、金属製の波
   板（４）を有してなる帯板状の触媒担体（６）を配置
   し、 触媒担体（６）の巻回始端（６Ａ）を一方の電極（３）
   に導通させるように、且つ、触媒担体（６）の巻回終端
   （６Ｂ）を他方の電極（２）に導通させるように、触媒
   担体（６）と絶縁シート材（７）を交互に多重に巻き回
   してコア部（８）を形成し、 触媒担体（６）の波板（４）の山部（１０）が、平面視
   でＶ字形状を形成していることを特徴とする電熱触媒担
   体。
3. 【請求項３】 筒状の外側電極（２）の中央部に、外側
   電極（２）の軸長方向に沿って棒状の内側電極（３）を
   配置し、 外側電極（２）と内側電極（３）との間に、金属製の波
   板（４）を有してなる帯板状の触媒担体（６）を配置
   し、 触媒担体（６）の巻回始端（６Ａ）を内側電極（３）に
   導通させるように、且つ、触媒担体の巻回終端（６Ｂ）
   を外側電極（２）に導通させるように、触媒担体（６）
   と絶縁シート材（７）を交互に多重に巻き回してコア部
   （８）を形成し、 触媒担体（６）の波板（４）の山部（１０）の方向が、
   巻き回し方向に対して斜めになっていることを特徴とす
   る電熱触媒担体。
4. 【請求項４】 筒状の外側電極（２）の中央部に、外側
   電極（２）の軸長方向に沿って棒状の内側電極（３）を
   配置し、 外側電極（２）と内側電極（３）との間に、金属製の波
   板（４）を有してなる帯板状の触媒担体（６）を配置
   し、 触媒担体（６）の巻回始端（６Ａ）を内側電極（３）に
   導通させるように、且つ、触媒担体の巻回終端（６Ｂ）
   を外側電極（２）に導通させるように、触媒担体（６）
   と絶縁シート材（７）を交互に多重に巻き回してコア部
   （８）を形成し、 触媒担体（６）の波板（４）の山部（１０）が、平面視
   でＶ字形状を形成していることを特徴とする電熱触媒担
   体。